Prijenos tvari kroz staničnu membranu by Irena Lalić

Membrane - podsjetnik o građi

irenalalic26 — 2024-02-22 16:30:58 UTC

Biomembrane su selektivno propusne ili polupropusne - neke tvari će kroz njih prolaziti lakše i brže, a neke teže ili nikako.

Zbog građe membrane (fosfolipidi i njihovi hidrofobni "repovi"), nabijene čestice poput iona će kroz njih prolaziti lakše, a nepolarne i hidrofobne lakše.

irenalalic26 — 2024-02-22 16:33:36 UTC

Tvari kroz membranu prolaze ili pasivnim prijenosom - spontano i bez utroška energije, ili aktivnim prijenosom - stanica ulaže energiju.

Pasivni transport ostvaruje se difuzijom, olakšanom difuzijom i osmozom. Ne zahtijeva ulaganje energije.

irenalalic26 — 2024-02-22 16:41:18 UTC

Difuzija - podsjetnik

irenalalic26 — 2024-02-22 16:44:10 UTC

Difuzija je spontano kretanje tvari iz područja veće koncentracije u područje manje koncentracije.

Difuzija je brža što je veći koncentracijski gradijent - razlika u koncentracijama tih dvaju područja. Sa smanjenjem koncentracijskog gradijenta ona se usporava dok se koncentracije tvari u ta dva područja ne izjednače.

Jednostavna difuzija

irenalalic26 — 2024-02-22 17:02:29 UTC

Malene, nepolarne i nenabijene čestice otopljene tvari slobodno se kreću difuzijom kroz membranu. Tvari koje najčešće prolaze kroz membranu na taj način su molekule kisika i ugljikovog (IV) oksida.

Olakšana difuzija

irenalalic26 — 2024-02-22 17:06:02 UTC

Nabijene čestice kao što su ioni (Na+, K+, Cl-) ili aminokiseline, voda i glukoza mnogo teže prolaze između molekula fosfolipida.

Kako bi se taj prijenos omogućio ili ubrzao, u membrani se nalaze proteinski kanali koji propuštaju specifične tvari. Takva difuzija naziva se olakšana difuzija.

Membranski transportni proteini

irenalalic26 — 2024-02-22 17:22:47 UTC

Membranski transportni proteini pomažu u kretanju tvari putem olakšane difuzije (i aktivnog transporta). Tip proteina nosača koji se koriste u olakšanoj difuziji razlikuju se od onih koji se koriste u aktivnom transportu.

Proteini nosači vežu specifične molekule koje se transportiraju s jedne strane membrane. Zatim prolaze kroz konformacijske promjene koje omogućuju molekuli da prođe kroz membranu. Nasuprot tome, kanalni proteini tvore otvorene pore kroz membranu koje omogućuju difuziju bilo koje molekule odgovarajuće veličine ili naboja.

Svaki je protein nosač specifičan za jednu vrstu tvari. Npr. za prijenos vode kroz membranu specifični su proteini nosači koji se zovu akvaporini.

U nekim slučajevima otopljene tvari poput soli ne mogu prolaziti kroz membranu, ili to rade presporo. S tim će im pomoći voda. Kretanje vode kroz membranu izdvaja se od ostalih oblika difuzije, a svako kretanje otapala kroz membranu naziva se osmoza.

irenalalic26 — 2024-02-22 17:26:38 UTC

Osmoza - podsjetnik

irenalalic26 — 2024-02-22 17:29:19 UTC

Osmoza je posebna vrsta difuzije kojom se izjednačavaju koncentracija u otopini i otapalu međusobno odvojenih polupropusnom membranom. Tlak koji postoji između otopina različitih koncentracija odvojenih polupropusnom membranom naziva se osmotski tlak.

Kako osmoza utječe na pasivni prijenos soli kroz membranu?

irenalalic26 — 2024-02-22 17:32:15 UTC

Kad čestice (poput soli) ne mogu proći kroz staničnu membranu, dolazi do difuzije vode, tj. osmoze. Voda se kreće iz područja gdje ima manje otopljenih tvari (hipotonična otopina) u područje gdje ih ima više (hipertonična otopina) pa dolazi do izjednačavanja koncentracije otopina s obiju strana membrane.

Nazivi za otopine različitih koncentracija tvari

irenalalic26 — 2024-02-22 17:34:41 UTC

Hipertonična otopina - koncentracija tvari viša od one u stanici (voda će se kretati van stanice)

Izotonična otopina - koncentracija tvari jednaka onoj u stanici (voda će se kretati podjednako u oba smjera)

Hipotonična otopina - koncentracija tvari manja od one u stanici (voda će se kretati unutar stanice)

Važno je da otopina izvan stanice bude izotonična. Na slici je prikazano kako se stanice ponašaju unutar otopina različitih koncentracija.

Videozapis u kojemu je jednostavno objašnjen prijenos tvari kroz staničnu membranu:

irenalalic26 — 2024-02-22 17:37:33 UTC

Aktivni se prijenos uvijek događa uz ulaganje energije.

irenalalic26 — 2024-02-23 09:14:05 UTC

On se većinom događa u smjeru suprotnom od koncentracijskog gradijenta.

irenalalic26 — 2024-02-23 09:16:56 UTC

Tj. prenosi se iz mjesta manje koncentracije u mjesto više. Takav prijenos tvari protivi se difuziji (prijenos iz mjesta više koncentracije u mjesto niže) pa je potrebno uložiti rad. Za obavljanje rada mora se utrošiti energija.

Prijenosnik energije u stanici - podsjetnik

irenalalic26 — 2024-02-23 09:19:41 UTC

U stanici je prijenosnik energije molekula ATP. Odcjepljenjem fosfatne skupine oslobađa se energija potrebna za prijenos tvari.

Prijenosnici - proteinske crpke

irenalalic26 — 2024-02-23 09:33:44 UTC

Proteinskim crpkama stanica sprječava izjednačavanje koncentracija iona u stanici i izvan nje koja se događa zbog olakšane difuzije.

Natrij-kalij crpka

irenalalic26 — 2024-02-23 09:36:43 UTC

Najpoznatiji primjer aktivnog transporta je natrij-kalijeva crpka.

Ona održava polarizirano stanje stanice, što je vrlo bitno za prijenos impulsa u živčanim stanicama.

Ona stalno izbacuje ione natrija koji su u stanicu ušli olakšanom difuzijom, a ubacuje ione kalija. Za svaka tri izbačena iona natrija, crpka ubaci samo dva iona kalija i potroši jednu molekulu ATP-a.

Animacija koja prikazuje način rada natrij-kalij crpke:

irenalalic26 — 2024-02-23 09:37:20 UTC

Pasivni transport - sažetak

irenalalic26 — 2024-02-23 09:42:27 UTC

difuzija, olakšana difuzija, osmoza (difuzija vode)
smjer: prema nižoj koncentraciji
uvjet za prijenos: koncentracijski gradijent (u olakšanoj difuziji i proteinski kanali / prijenosnici)
difuzijom se prenose O2 i CO2,
olakšanom difuzijom neki šećeri, kationi i aminokiseline,
osmozom se prenosi voda.

Aktivni transport - sažetak

irenalalic26 — 2024-02-23 09:46:20 UTC

naziv: aktivan prijenos
smjer: prema višoj koncentraciji
uvjet za prijenos: prijenosnici (proteinske crpke) i ATP (energija)
primjer: ioni (npr. Na+ i K+), šećeri, aminokiseline

Endocitoza i egzocitoza primjeri su aktivnog transporta koji troši velike količine energije. Također su primjeri masovnog transporta.

irenalalic26 — 2024-02-23 09:48:32 UTC

irenalalic26 — 2024-02-23 09:55:29 UTC

Makromolekule kao što su polisaharidi, proteini, polinukleotidi ili čak čitave stanice (npr. bakterije) ne mogu prolaziti kroz membranu ni pasivnim ni aktivnim transportom.

Unošenje i izbacivanje velikih molekula obavlja se aktivnim transportom uz sudjelovanje membrane (membranskih mjehurića).

Endocitoza

irenalalic26 — 2024-02-23 10:03:26 UTC

Endocitoza je proces unošenja makromolekula i otopina u stanicu.

Pri endocitozi prvo nastaje udubljenje na membrani u koje ulazi tvar koja se treba unijeti u stanicu. Udubljenje se sve više spušta u unutrašnjost stanice, a zatim se rubovi udubljenja spoje i oko tvari se stvori membranski mjehurić.

Endocitoza može biti:

Fagocitoza - unošenje većih čestica (mogu ju vršiti samo neke stanice)
Pinocitoza - unošenje otopljenih tvari

Egzocitoza

irenalalic26 — 2024-02-23 10:09:43 UTC

Izbacivanje specifičnih proizvoda stanice ili nekih drugih tvari u izvanstanični prostor putem mjehurića koji se stapaju sa staničnom membranom zove se egzocitoza.

Procesom egzocitoze van stanice dospijevaju tvari koje stanica treba izbaciti (suprotno endocitozi). Primjer takvih tvari su hormoni i enzimi koji su se sintetizirali u stanici, ali se njihova funkcija vrši van stanice (npr. stanice gušterače koje stvaraju inzulin).

Oko tvari koja se treba izbaciti iz stanice stvara se membranski mjehurić. Mjehurić se kreće prema površini stanice, njena se stanična membrana spaja sa mjehurićem i sadržaj mjehurića biva izbačen.

Animacija koja prikazuje endocitozu i egzocitozu:

irenalalic26 — 2024-02-23 10:10:26 UTC

Endocitoza i egzocitoza - sažetak

irenalalic26 — 2024-02-23 10:13:25 UTC

Endocitoza:

Smjer: u stanicu
Uvjet: sadržaj u membranskom mjehuriću / membranski mjehurić
Primjer: makromolekule, mikroorganizmi

Egzocitoza:

Smjer: iz stanice
Uvjet: mjehurići iz citoplazme koji se stapaju s membranom
Primjer: stanične izlučevine (enzimi, sluz, hormoni)

Interaktivna igra povezana s temom:

irenalalic26 — 2024-02-23 10:19:20 UTC